CN111502684A - 用于顶管法隧道开洞的预制管节结构及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于顶管法隧道开洞的预制管节结构及其使用方法，管节主体的侧壁设有孔洞；孔洞内设有预埋钢格板，预埋钢格板用于承载孔洞所在的管节主体侧壁的载荷；孔洞的侧壁设有预埋钢板；预埋钢板通过预埋钢板锚筋与管节主体的受力钢筋固定；预埋钢格板包括与孔洞相配的外边框，以及设置于外边框内的网格状承载部；预埋钢格板通过外边框与预埋钢板之间设置若干螺栓连接的方式与孔洞之间形成可拆卸连接。开洞时，移除预埋钢格板，开挖洞坑；然后，在预埋钢板上焊接若干现浇锚筋与若干现浇止水钢板，浇筑附属构筑物；在附属构筑物达到设计强度后，拆除临时钢支撑。本发明克服了传统混凝土切割开洞的缺点，降低开洞难度，对顶管原结构破坏小。
Description
技术领域
本发明涉及顶管法施工技术领域，特别涉及用于顶管法隧道开洞的预制管 节结构及其使用方法。
背景技术
近年来，伴随中国经济高速发展，地下空间开发需求越来越大；顶管法作 为地下空间施工的非开挖方法，因其适用性广，所需施工场地较小等优势，成 为一种常用工法，适用于建设车行通道、人行通道、地下管道等设施。
顶管管节通常为预制混凝土结构，在工作井内采用液压千斤顶的动力方 式，配合顶管机头切削土体，逐节压入土体，最终形成完整的地下结构。预制 管节外形规则，尺寸定型，常由于建筑使用的需求(如设置集水坑、电梯坑、 机电箱孔、逃生通道等)，需在顶管侧壁开洞(否则需加大顶管管节尺寸，施 工难度与造价将大大提升)。
如图1和图2所示，传统混凝土管节开洞方法采用切割混凝土的方式，施 工风险高，作业环境差，对既有管节破坏较大，同时原有顶管管片与后浇的附 属设施的连接与止水效果较差。
传统顶管管节开洞方法主要有以下缺点：
1.施工风险大，难度高，开洞精确度低，需后续修补。
2.凿挖易造成结构承载能力受损，甚至结构坍塌。
3.原有顶管管片与后浇的附属设施的连接与止水效果较差。
因此，针对顶管法施工，如何实现安全的管节侧壁开孔成为本领域技术人 员急需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供用于顶管法隧道开洞的预制管节 结构及其使用方法，实现的目的是克服传统混凝土切割开洞的缺点，降低开洞 难度，对顶管原结构破坏小，原有顶管管片与后浇附属设施的连接与止水效果 好，提高开洞施工的施工质量。
为实现上述目的，本发明公开了用于顶管法隧道开洞的预制管节结构，包 括管节主体，且所述管节主体的侧壁设有孔洞。
其中，所述孔洞内设有预埋钢格板，所述预埋钢格板用于承载所述孔洞所 在的所述管节主体侧壁的载荷；
所述孔洞的侧壁设有预埋钢板；所述预埋钢板通过预埋钢板锚筋与所述管 节主体的受力钢筋固定；
所述预埋钢格板包括与所述孔洞相配的外边框，以及设置于所述外边框内 的网格状承载部；
所述预埋钢格板通过所述外边框与所述预埋钢板之间设置若干螺栓连接 的方式与所述孔洞之间形成可拆卸连接。
优选的，所述预埋钢板与所述孔洞的侧壁之间设有预埋钢板止水板。
优选的，所述网格状承载部包括若干互相平行的管节环向肋板和若干互相 平行的约束肋板；
若干所述管节环向肋板均与若干所述约束肋板垂直，并互相交叉连接呈网 状。
优选的，每一所述螺栓连接均包括相配的预埋长螺母、普通螺母和双头螺 杆；
每一所述预埋长螺母均预埋于所述管节主体，螺孔与相应位置的所述预埋 钢板垂直；所述预埋钢板对应每一所述预埋长螺母均设有安装孔；
每一所述双头螺杆的一端均设置于相应的所述预埋长螺母内，另一端穿过 相应位置的所述外边框后，用相应的所述普通螺母旋紧。
本发明还提供用于顶管法隧道开洞的预制管节结构的使用方法，步骤如 下：
步骤1、预制所述管节主体，设置所述预埋钢板和所述预埋钢格板；
步骤2、在全部顶管工作完成后，移除所述预埋钢格板，沿所述孔洞向外 开挖洞坑；
步骤3、在所述预埋钢板上焊接若干现浇锚筋与若干现浇止水钢板，施作 防水构造，浇筑附属构筑物；
步骤4、在所述附属构筑物达到设计强度后，拆除临时钢支撑，施工完毕。
优选的，在所述步骤2中，在需要开洞的所述管节主体位置施作临时钢支 撑。
优选的，每一所述现浇止水钢板上均设有遇水膨胀止水条。
本发明的有益效果：
本发明的应用降低了顶管管节侧壁开洞施工风险，提高顶管管节开洞精度 与效率。
本发明的应用使顶管管节侧壁开洞对原结构破坏更小，开洞后结构整体受 力和防水性能更好。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说 明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1示出现有技术中矩形管节侧壁开设孔洞的结构示意图。
图2示出现有技术中圆形管节侧壁开设孔洞的结构示意图。
图3示出本发明一实施例的结构示意图。
图4示出本发明图3中A-A处剖面结构示意图。
图5示出本发明图3中B-B处剖面结构示意图。
图6示出本发明一实施例中螺栓连接的局部放大结构示意图。
图7示出本发明一实施例中附属构筑物的现浇锚筋与预埋钢板的连接结构 示意图。
图8示出本发明一实施例中附属构筑物的现浇止水钢板与预埋钢板的连接 结构示意图。
具体实施方式
实施例
如图3至图6所示，用于顶管法隧道开洞的预制管节结构，包括管节主体 1，且管节主体1的侧壁设有孔洞2。
其中，孔洞2内设有预埋钢格板5，预埋钢格板5用于承载孔洞2所在的 管节主体1侧壁的载荷；
孔洞2的侧壁设有预埋钢板3；预埋钢板3通过预埋钢板锚筋4与管节主 体1的受力钢筋固定；
预埋钢格板5包括与孔洞2相配的外边框6，以及设置于外边框6内的网 格状承载部；
预埋钢格板5通过外边框6与预埋钢板3之间设置若干螺栓连接的方式与 孔洞2之间形成可拆卸连接。
在某些实施例中，预埋钢板3与孔洞2的侧壁之间设有预埋钢板止水板14。
本发明的原理在于，在管节主体1的侧壁开设孔洞2的区域设置预埋钢格 板5承载载荷。
如图3和图6所示，预埋钢格板5通过若干螺栓连接的方式，通过预埋钢 板3及预埋钢板锚筋4与管节主体1的受力钢筋紧密连接。
在某些实施例中，网格状承载部包括若干互相平行的管节环向肋板7和若 干互相平行的约束肋板8；
若干管节环向肋板7均与若干约束肋板8垂直，并互相交叉连接呈网状。
在某些实施例中，每一螺栓连接均包括相配的预埋长螺母9、普通螺母10 和双头螺杆11；
每一预埋长螺母9均预埋于管节主体1，螺孔与相应位置的预埋钢板3垂 直；预埋钢板3对应每一预埋长螺母9均设有安装孔；
每一双头螺杆11的一端均设置于相应的预埋长螺母9内，另一端穿过相 应位置的外边框6后，用相应的普通螺母10旋紧。
如图7和图8所示，本发明还提供用于顶管法隧道开洞的预制管节结构的 使用方法，步骤如下：
步骤1、预制管节主体1，设置预埋钢板3和预埋钢格板5；
步骤2、在全部顶管工作完成后，移除预埋钢格板5，沿孔洞2向外开挖 洞坑；
步骤3、在预埋钢板3上焊接若干现浇锚筋12与若干现浇止水钢板13， 施作防水构造，浇筑附属构筑物15；
步骤4、在附属构筑物15达到设计强度后，拆除临时钢支撑，施工完毕。
在某些实施例中，在步骤2中，在需要开洞的管节主体1位置施作临时钢 支撑。
在实际应用中，顶管顶进完成后，根据孔洞2大小与受力分析，按需设置 临时支撑。
然后卸下双头螺杆11，取出预埋钢格板5，开挖至坑底后，在预埋钢板3 上施作现浇锚筋12与若干现浇止水钢板13侯，浇筑附属构筑物15。
在某些实施例中，每一现浇止水钢板13上均设有遇水膨胀止水条16。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术 人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡 本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推 理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范 围内。
Claims (7)
1.用于顶管法隧道开洞的预制管节结构，包括管节主体(1)，且所述管节主体(1)的侧壁设有孔洞(2)；其特征在于：
所述孔洞(2)内设有预埋钢格板(5)，所述预埋钢格板(5)用于承载所述孔洞(2)所在的所述管节主体(1)侧壁的载荷；
所述孔洞(2)的侧壁设有预埋钢板(3)；所述预埋钢板(3)通过预埋钢板锚筋(4)与所述管节主体(1)的受力钢筋固定；
所述预埋钢格板(5)包括与所述孔洞(2)相配的外边框(6)，以及设置于所述外边框(6)内的网格状承载部；
所述预埋钢格板(5)通过所述外边框(6)与所述预埋钢板(3)之间设置若干螺栓连接的方式与所述孔洞(2)之间形成可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的用于顶管法隧道开洞的预制管节结构，其特征在于，所述预埋钢板(3)与所述孔洞(2)的侧壁之间设有预埋钢板止水板(14)。
3.根据权利要求1所述的用于顶管法隧道开洞的预制管节结构，其特征在于，所述网格状承载部包括若干互相平行的管节环向肋板(7)和若干互相平行的约束肋板(8)；
若干所述管节环向肋板(7)均与若干所述约束肋板(8)垂直，并互相交叉连接呈网状。
4.根据权利要求1所述的用于顶管法隧道开洞的预制管节结构，其特征在于，每一所述螺栓连接均包括相配的预埋长螺母(9)、普通螺母(10)和双头螺杆(11)；
每一所述预埋长螺母(9)均预埋于所述管节主体(1)，螺孔与相应位置的所述预埋钢板(3)垂直；所述预埋钢板(3)对应每一所述预埋长螺母(9)均设有安装孔；
每一所述双头螺杆(11)的一端均设置于相应的所述预埋长螺母(9)内，另一端穿过相应位置的所述外边框(6)后，用相应的所述普通螺母(10)旋紧。
5.根据权利要求1所述的用于顶管法隧道开洞的预制管节结构的使用方法，步骤如下：
步骤1、预制所述管节主体(1)，设置所述预埋钢板(3)和所述预埋钢格板(5)；
步骤2、在全部顶管工作完成后，移除所述预埋钢格板(5)，沿所述孔洞(2)向外开挖洞坑；
步骤3、在所述预埋钢板(3)上焊接若干现浇锚筋(12)与若干现浇止水钢板(13)，施作防水构造，浇筑附属构筑物(15)；
步骤4、在所述附属构筑物(15)达到设计强度后，拆除临时钢支撑，施工完毕。
6.根据权利要求5所述的用于顶管法隧道开洞的预制管节结构的使用方法，其特征在于，在所述步骤2中，在需要开洞的所述管节主体(1)位置施作临时钢支撑。
7.根据权利要求5所述的用于顶管法隧道开洞的预制管节结构的使用方法，其特征在于，每一所述现浇止水钢板(13)上均设有遇水膨胀止水条(16)。
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